Elektronisches Design - So optimieren Sie die EMV des Leiterplattendesigns

Elektromagnetische Verträglichkeit bezieht sich auf die Fähigkeit elektronischer Geräte, koordiniert und effektiv in verschiedenen elektromagnetischen Umgebungen zu arbeiten. Der Zweck des elektromagnetischen Verträglichkeitsdesigns ist es, elektronische Geräte zu ermöglichen, alle Arten von externen Störungen zu unterdrücken, so dass die elektronische Ausrüstung normal in einer bestimmten elektromagnetischen Umgebung arbeiten kann, und gleichzeitig die elektromagnetischen Störungen der elektronischen Ausrüstung selbst auf andere elektronische Geräte zu reduzieren. Aber wie man dieses Ziel erreicht? Im Folgenden finden Sie Tipps zur Optimierung des elektromagnetischen Verträglichkeitsdesigns von PCB-Design.

1. Wählen Sie eine angemessene Drahtbreite

Da die durch den transienten Strom auf den gedruckten Leitungen erzeugte Schlagstörung hauptsächlich durch die Induktivität der gedruckten Drähte verursacht wird, sollte die Induktivität der gedruckten Drähte minimiert werden. Die Induktivität des gedruckten Drahtes ist proportional zu seiner Länge und umgekehrt proportional zu seiner Breite, so dass kurze und präzise Drähte vorteilhaft sind, Interferenzen zu unterdrücken.

Die Signalleitungen von Taktleitungen, Reihentreibern oder Busfahrern tragen oft große transiente Ströme, und die gedruckten Leitungen sollten so kurz wie möglich sein. Für diskrete Komponentenschaltungen beträgt die gedruckte Drahtbreite etwa 1.5mm, die die Anforderungen vollständig erfüllen kann; Bei integrierten Schaltungen kann die Leiterbreite zwischen 0.2mm und 1.0mm gewählt werden.

2. Nehmen Sie die richtige Verdrahtungsstrategie an

Die Verwendung von gleichem Routing kann die Drahtinduktivität verringern, aber die gegenseitige Induktivität und verteilte Kapazität zwischen den Drähten erhöhen sich. Wenn das Layout es zulässt, ist es am besten, eine gitterförmige Verdrahtungsstruktur zu verwenden. Die spezifische Methode besteht darin, eine Seite der Leiterplatte horizontal und die andere Seite der Leiterplatte zu verdrahten. Verbinden Sie dann mit metallisierten Löchern an den Kreuzlöchern. Um das Übersprechen zwischen den Leitern der Leiterplatte zu unterdrücken, sollten Sie beim Entwerfen der Verkabelung versuchen, gleichwertige Verkabelungen über lange Distanzen zu vermeiden, den Abstand zwischen den Drähten so weit wie möglich zu verlängern und versuchen, die Signaldrähte nicht mit den Erdungs- und Stromdrähten zu kreuzen. Das Setzen einer geerdeten gedruckten Leitung zwischen einigen Signalleitungen, die sehr empfindlich auf Störungen reagieren, kann Übersprechen effektiv unterdrücken. Um elektromagnetische Strahlung zu vermeiden, die beim Durchlaufen von Hochfrequenzsignalen durch die gedruckten Drähte entsteht, sollten bei der Verdrahtung der Leiterplatte auch folgende Punkte beachtet werden:

(1) Minimieren Sie die Diskontinuität von gedruckten Drähten. Zum Beispiel sollte sich die Breite der Drähte nicht plötzlich ändern, und die Ecken der Drähte sollten größer als 90° sein, um kreisförmiges Führen zu verhindern.

(2) Die Taktsignalleitung erzeugt höchstwahrscheinlich elektromagnetische Strahlungsstörungen. Beim Verlegen des Kabels sollte es nahe an der Erdungsschleife sein, und der Treiber sollte nahe am Stecker sein.

(3) Der Busfahrer sollte sich in der Nähe des zu fahrenden Busses befinden. Für die Leitungen, die die Leiterplatte verlassen, sollte sich der Treiber neben dem Stecker befinden.

(4) Die Verdrahtung des Datenbusses sollte einen Signalerdungskabel zwischen allen zwei Signaldrähten klemmen. Am besten platzieren Sie die Masseschleife neben der am wenigsten wichtigen Adressleitung, da diese oft hochfrequente Ströme trägt.

(5) Beim Anordnen von Logikschaltungen mit hoher Geschwindigkeit, mittlerer Geschwindigkeit und niedriger Geschwindigkeit auf der Leiterplatte sollten die Geräte in der in Abbildung 1 dargestellten Weise angeordnet sein.

3. Reflexionsstörungen unterdrücken

Um die Reflexionsstörungen, die an der Klemme der gedruckten Leitung auftreten, zu unterdrücken, sollte zusätzlich zu speziellen Bedürfnissen die Länge der gedruckten Leitung so weit wie möglich verkürzt und ein langsamer Stromkreis verwendet werden. Klemmenabgleich kann bei Bedarf hinzugefügt werden, d.h. ein übereinstimmender Widerstand desselben Widerstands wird am Ende der Übertragungsleitung zur Masse und zur Leistungsklemme hinzugefügt. Erfahrungsgemäß sollten für allgemein schnellere TTL-Schaltungen Klemmenabgleich-Maßnahmen ergriffen werden, wenn die gedruckten Leitungen länger als 10cm sind. Der Widerstandswert des passenden Widerstands sollte entsprechend dem Maximalwert des Ausgangsantriebsstroms und des Absorptionsstroms der integrierten Schaltung bestimmt werden.

4. Nehmen Sie differenzielle Signalleitung Verdrahtungsstrategie in der Leiterplattendesign Prozess

Auch differentielle Signalpaare mit sehr enger Verkabelung werden eng miteinander gekoppelt. Diese gegenseitige Kopplung wird die EMI-Emissionen verringern. Normalerweise (natürlich gibt es einige Ausnahmen) sind Differenzialsignale auch Hochgeschwindigkeitssignale, daher gelten in der Regel High-Speed-Designregeln. Dies gilt insbesondere für das Routing von Differenzsignalen, insbesondere bei der Auslegung von Signalleitungen für Übertragungsleitungen. Dies bedeutet, dass wir die Verdrahtung der Signalleitung sorgfältig entwerfen müssen, um sicherzustellen, dass die charakteristische Impedanz der Signalleitung entlang der Signalleitung kontinuierlich und konstant ist.

Im Layout- und Routingprozess des Differenzialpaares, wir hoffen, dass die beiden Leiterplattenleitungen im Differenzialpaar sind genau die gleichen. Dies bedeutet, dass in der Praxis, die größten Anstrengungen unternommen werden, um sicherzustellen, dass Leiterplattenleitungen im Differenzialpaar haben genau die gleiche Impedanz und die Länge der Verdrahtung ist genau die gleiche. Differential Leiterplattenleitungen werden in der Regel paarweise geroutet, und der Abstand zwischen ihnen wird an jeder Position entlang der Linienpaarrichtung konstant gehalten. Unter normalen Umständen, Platzierung und Routing von Differentialpaaren ist immer so nah wie möglich.